Parathyroid hormon (PTH) homeostase i Bartter syndrom

Biskjoldbruskkirtlerne spiller en afgørende fysiologisk funktion ved at opretholde blodcalciumniveauer, specifikt blodioniserede calciumkoncentrationer, inden for et meget snævert område. Det gør de ved at modulere frigivelsen af ​​parathyroidhormon (PTH) fra minut til minut i kredsløbet. Sådanne ændringer har næsten øjeblikkelig virkning på calciumudskillelse i urinen og på calciumudstrømning fra knogler og, hvis de fortsætter i timer eller dage, påvirker nyrernes D-vitaminmetabolisme og i sidste ende effektiviteten af ​​intestinal calciumabsorption. Kapaciteten af ​​biskjoldbruskkirtlens hovedceller til at detektere små ændringer i blodets ioniserede calciumniveauer, modificere PTH-frigivelse i overensstemmelse hermed og initiere disse adaptive responser medieres af en calcium-sensing receptor (CaSR) placeret på celleoverfladen.

Betydningen af ​​CaSR i biskjoldbruskkirtelvæv strækker sig ud over dets traditionelle rolle som en modifikator af calciumreguleret PTH-sekretion til at involvere andre nøglekomponenter af biskjoldbruskkirtlens funktion, som ofte er unormale i kliniske lidelser karakteriseret ved overdreven biskjoldbruskkirtelaktivitet såsom hyperparathyroidisme. Disse omfatter forstyrrelser i kontrollen af ​​PTH-gentransskription og hormonsyntese og udviklingen af ​​biskjoldbruskkirtelforstørrelse på grund af vævshyperplasi.

PTH virker hovedsageligt på renal proksimal tubulus phosphor (Pi) reabsorption og knogle osteoklast calcium og Pi resorption. CASR udtrykkes også i nefrontykt stigende lem (TAL), hvor det interagerer med luminal kalium ROMK-kanal. Mutationer i flere TAL-kanaler og proteiner (herunder ROMK, NKCC2, ClCKb, Barttin og CASR) forårsager Bartter syndrom (BS), en normotensiv hypokalæmisk tubulopati. Mens virkningerne af CASR-mutationer på ROMK-funktionen i nyren er blevet beskrevet, er det ukendt, om ROMK-mutationer har nogen effekt på CASR-funktionen eller PTH-reguleringen. Vi beskriver her en gruppe børn og unge med type II BS (på grund af mutationer i ROMK) med abnorm PTH-homeostase.

Foreløbige data:

Vi sammenlignede laboratoriedata fra 12 børn med type II BS (4M, 8F) og 17 børn (7M, 10F) med type IV BS (d/t mutationer i Barttin-genet, en beta-underenhed af den ClCKb basolaterale chloridkanal i TAL) ), fulgt i vores center gennem de sidste 10 år. I alt 86 og 105 datasæt af blod- og urinanalyser (gennemsnitlige datasæt/pt: 7,3±4,1 og 6,9±2,9), for henholdsvis type II og IV BS, blev analyseret. Kaliumniveauerne var normale i alle BS-II børn uden yderligere salttilskud, hvorimod BS-IV-børn normalt var let hypokalæmiske. Estimeret GFR forbliver normal hos alle børn. Der var ingen hypomagnesæmi. Gennemsnitlige PTH-værdier var signifikant højere i BS-II (102±39 vs. 46±24 pg/ml i BS-IV, p<0,001) og var over den øvre normalgrænse i 93% af tilfældene mod 13% i BS-IV (p <0,001). Niveauer af 25(OH) vitamin D var ikke forskellige. Total serumcalcium var mildt faldet (inden for normalområdet), og serum Pi steg i BS-II, både i absolutte værdier eller når normaliseret for alder (PiSDS). Tærsklen for fosfatudskillelse (TpGFR) var lidt højere i BS-II. Der var ingen forskel i graden af ​​hypercalciuri mellem grupperne. Baseret på disse foreløbige data konkluderede vi, at de forhøjede PTH-niveauer kun i type II BS ikke er relateret til et fald i GFR eller vitamin D-niveauer eller nedsat serumcalcium eller hypercalciuri. De forhøjede Pi-niveauer er forbundet med et fald i fosfatudskillelse, men er ikke korreleret med PTH-niveauer. Muligheden for, at en mutation i ROMK kan forårsage en dysregulering af PTH-sekretion via mulig interaktion med CASR, bør nu undersøges.

Metoder:

Undersøgelsesprotokollen er blevet forelagt den lokale komité for menneskelige eksperimenter. Informeret samtykke vil blive indhentet fra berørte børn (eller unge voksne) og deres forældre.

Vi forventer at rekruttere 5 patienter fra hver BS-undergruppe. Derudover vil vi rekruttere 5 normale frivillige til at fungere som en ekstra kontrolgruppe.

Forsøgspersoner vil blive evalueret under 2-dages indlæggelser på den generelle pædiatriske afdeling som tidligere beskrevet. På den første studiedag, 2-t I.V. infusioner af natriumcitrat vil blive udført for gradvist at sænke blodets ioniserede calciumkoncentrationer til et niveau på mindst 0,2 mmol/L under præinfusionsværdierne; dosis af natriumcitrat varierer sædvanligvis fra 28-118 mg/kg/time. Blodprøver til måling af ioniseret calcium og PTH vil blive udtaget 30, 15 og 0 minutter før og hvert 10. minut under natriumcitratinfusioner. Den følgende dag udføres 2-timers IV-infusioner af 10 % calciumgluconat for gradvist at hæve blodets ioniserede calciumkoncentrationer til et niveau på mindst 0,2 mmol/L over præinfusionsværdierne. Dosis af calciumgluconat varierer normalt fra 2-8 mg/kg/time. Blodprøver til måling af ioniseret calcium og PTH vil blive opnået som beskrevet tidligere for infusioner af natriumcitrat. Gennemsnittet af målinger opnået 30, 15 og 0 minutter før start af hver infusion vil blive brugt til at bestemme basalværdier for blodioniseret calcium og serum-PTH for hver undersøgelsesdag.

Blodets ioniserede calciumniveauer vil blive overvåget under calciuminfusioner ved hjælp af en calciumspecifik elektrode (Radiometer ICA-II, København, Danmark); blodprøver vil blive indsamlet anaerobt, og målinger vil blive indhentet umiddelbart derefter. Serumprøver til PTH-bestemmelser vil blive adskilt ved centrifugering umiddelbart efter opsamling, lynfrosset på fast CO2 og opbevaret ved -70 oC indtil analyse. Niveauer af ioniseret calcium vil blive overvåget efter standsning af calciuminfusioner, indtil værdierne vender tilbage til baseline niveauer.

Den sigmoide kurve, der beskriver forholdet mellem blodioniseret calcium og serum-PTH-niveauer, vil blive bestemt for hvert forsøgsperson ved hjælp af de kombinerede resultater opnået under natriumcitrat- og calciumgluconat-infusioner. Ifølge modellen med fire parametre repræsenterer sætpunktet for calciumreguleret PTH-frigivelse den ioniserede calciumkoncentration, ved hvilken serum-PTH-niveauer er midtvejs mellem den maksimale værdi opnået under hypocalcæmi og den minimumsværdi, der opnås under hypercalcæmi, som tidligere rapporteret.

Resultater opnået under calciumgluconat-infusioner vil blive analyseret separat for at vurdere den hæmmende effekt af stigende blodioniseret calciumkoncentrationer på PTH-frigivelse. For at forbedre den lineære tilpasning af dataene vil serum-PTH-niveauer, udtrykt som den naturlige logaritme (ln) af procent præinfusionsværdier, blive plottet mod den tilsvarende blodioniserede calciumkoncentration ved hvert 10-minutters interval som tidligere beskrevet.

Statistisk analyse:

Lineær regressionsanalyse vil blive udført ved hjælp af mindste kvadraters metode, og hældnings- og y-skæringsværdier vil blive sammenlignet ved hjælp af t-statistikken. En mono-eksponentiel kurvetilpasningsalgoritme af formen y =A e-2kt + B vil også blive brugt til at undersøge det krumlinjede forhold mellem blodioniseret calcium og serum-PTH-niveauer under I.V. calciuminfusioner; disse resultater vil blive præsenteret som middelværdier med 95 % konfidensintervaller.